Otimização na produção de biodiesel de óleo de palma utilizando a metodologia de superfície de resposta
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Outros Autores: | , , , , |
Tipo de documento: | Artigo |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Revista Brasileira de Ciências Ambientais (Online) |
Texto Completo: | https://www.rbciamb.com.br/Publicacoes_RBCIAMB/article/view/825 |
Resumo: | The purpose of this paper was to analyze palm oil biodiesel production under different conditions and to verify the relationships between production variables in order to optimize biofuel production using response surface methodology (RSM). Biodiesel was produced through transesterification process by methyl route and alkali catalyst (NaOH) 1% (m/m). The analyzed variables were: four molar ratios (3:1, 4:1, 6:1 and 8:1); three temperature reactions (45°, 52° and 60°C); and three time reactions (40, 60 and 80 minutes). For the palm oil biodiesel production, the highest yield was 93%, obtained via a molar rate of 3:1, 52°C and 60 minutes. This result differs from previous studies that found a higher yield with molar ratio increases, implying greater expenses of methanol. Kinetic viscosity and specific mass were also analyzed, and the values are within the Brazilian, American, and European standards. The results showed that the most influent factor in biodiesel production was the molar rate. In relation to the biodiesel characterization, using the RMN H1 technique, it was possible to obtain the transesterification reaction yield of 79.50% for the 3:1 palm oil biodiesel. Through gas chromatography, it can be verified that the predominant fatty acids in the samples were palmitic and oleic acids. |
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Otimização na produção de biodiesel de óleo de palma utilizando a metodologia de superfície de respostaOptimization of palm oil biodiesel production using response surface methodologyésteres metílicos; viscosidade de biocombustível; massa específica de biocombustível; eficiência de produção.methyl esters; biofuel viscosity; biofuel specific mass; production efficiency.The purpose of this paper was to analyze palm oil biodiesel production under different conditions and to verify the relationships between production variables in order to optimize biofuel production using response surface methodology (RSM). Biodiesel was produced through transesterification process by methyl route and alkali catalyst (NaOH) 1% (m/m). The analyzed variables were: four molar ratios (3:1, 4:1, 6:1 and 8:1); three temperature reactions (45°, 52° and 60°C); and three time reactions (40, 60 and 80 minutes). For the palm oil biodiesel production, the highest yield was 93%, obtained via a molar rate of 3:1, 52°C and 60 minutes. This result differs from previous studies that found a higher yield with molar ratio increases, implying greater expenses of methanol. Kinetic viscosity and specific mass were also analyzed, and the values are within the Brazilian, American, and European standards. The results showed that the most influent factor in biodiesel production was the molar rate. In relation to the biodiesel characterization, using the RMN H1 technique, it was possible to obtain the transesterification reaction yield of 79.50% for the 3:1 palm oil biodiesel. Through gas chromatography, it can be verified that the predominant fatty acids in the samples were palmitic and oleic acids.O objetivo deste trabalho foi analisar a produção de biodiesel de óleo de palma em diferentes condições e verificar as relações entre variáveis de produção para otimizar a produção de biocombustíveis usando a metodologia da superfície de resposta (response surface methodology – RSM). O biodiesel foi produzido através do processo de transesterificação via rota metílica e com catalisador alcalino (NaOH) a 1% (m/m). As variáveis analisadas foram: quatro razões molares (3:1, 4:1, 6:1 e 8:1); três temperaturas de reação (45°, 52° e 60°C) e três tempos de reação (40, 60 e 80 minutos). Para a produção de biodiesel de óleo de palma, o maior rendimento foi de 93%, obtido na razão molar de 3:1, 52°C e 60 minutos. Esse resultado difere de outros estudos que encontraram maior rendimento com o aumento da razão molar, implicando em maiores gastos com metanol. A viscosidade cinética e a massa específica também foram analisadas, e os valores estão dentro dos padrões brasileiro, americano e europeu. Os resultados mostraram que o fator mais influente na produção de biodiesel foi a razão molar. Em relação à caracterização do biodiesel, pela técnica de RMN 1H, foi possível obter o rendimento da reação de transesterificação de 79,50% para o biodiesel 3:1 de óleo de palma. Por meio da cromatografia gasosa, pode-se verificar que os ácidos graxos predominantes nas amostras foram os ácidos palmíticos e oleico.Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (ABES)2021-06-23info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfapplication/xmlhttps://www.rbciamb.com.br/Publicacoes_RBCIAMB/article/view/82510.5327/Z21769478825Revista Brasileira de Ciências Ambientais (RBCIAMB); v. 56 n. 2 (2021): RBCIAMB - ISSN 2176-9478 - Junho; 274-285Revista Brasileira de Ciências Ambientais (RBCIAMB); Vol. 56 No. 2 (2021): RBCIAMB - ISSN 2176-9478 - June; 274-2852176-94781808-4524reponame:Revista Brasileira de Ciências Ambientais (Online)instname:Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (ABES)instacron:ABESenghttps://www.rbciamb.com.br/Publicacoes_RBCIAMB/article/view/825/611https://www.rbciamb.com.br/Publicacoes_RBCIAMB/article/view/825/626Copyright (c) 2021 Brazilian Journal of Environmental Sciences (Online)http://creativecommons.org/licenses/by/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessSilva, Flávio Castro daGuardiola, Juan Fernando HerreaTeixeira, Luciana PintoMaria, Ana Caroline Lopesde Souza, Luan AlvesBelém, André Luiz2023-11-09T17:40:19Zoai:ojs.www.rbciamb.com.br:article/825Revistahttp://www.rbciamb.com.br/index.php/Publicacoes_RBCIAMBhttps://www.rbciamb.com.br/Publicacoes_RBCIAMB/oairbciamb@abes-dn.org.br||2176-94781804-4524opendoar:2023-11-09T17:40:19Revista Brasileira de Ciências Ambientais (Online) - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (ABES)false |
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The purpose of this paper was to analyze palm oil biodiesel production under different conditions and to verify the relationships between production variables in order to optimize biofuel production using response surface methodology (RSM). Biodiesel was produced through transesterification process by methyl route and alkali catalyst (NaOH) 1% (m/m). The analyzed variables were: four molar ratios (3:1, 4:1, 6:1 and 8:1); three temperature reactions (45°, 52° and 60°C); and three time reactions (40, 60 and 80 minutes). For the palm oil biodiesel production, the highest yield was 93%, obtained via a molar rate of 3:1, 52°C and 60 minutes. This result differs from previous studies that found a higher yield with molar ratio increases, implying greater expenses of methanol. Kinetic viscosity and specific mass were also analyzed, and the values are within the Brazilian, American, and European standards. The results showed that the most influent factor in biodiesel production was the molar rate. In relation to the biodiesel characterization, using the RMN H1 technique, it was possible to obtain the transesterification reaction yield of 79.50% for the 3:1 palm oil biodiesel. Through gas chromatography, it can be verified that the predominant fatty acids in the samples were palmitic and oleic acids. |
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